本项目首次提出金属-有机骨架化合物(MOFs)可用做超级电容器电极活性材料的研究设想,通过镍、钴、锰基MOFs材料的设计合成以及其电化学电容性能测试加以验证,并制备出性能优异的超级电容器用MOFs/金属氧化物纳米复合材料。选择Ni、Co、Mn离子作为配位中心,和不同的有机配体发生自组装反应,合成具有丰富孔道结构和超高比表面积的MOFs。通过改变有机配体的结构来调节MOFs材料的比表面积、孔径分布和孔体积,并系统研究这些孔结构特征与其超级电容性能之间的内在关系,阐明MOFs在不同电解液中的电化学行为与储能机制。在此基础上,基于材料纳米化和复合化的思路,设计和制备结构新颖且超级电容性能优异的MOFs/金属氧化物纳米复合材料。根据实验结果对材料制备工艺进行科学优化,最终获得能量密度高且循环稳定性好的MOFs基超级电容器电极材料的关键制备技术。本项目将成功开拓MOFs材料新的潜在应用领域。
英文主题词Metal-organic frameworks;Metal oxides;Nanocomposites;Supercapacitors;Li-ion hybrid supercapacitors